AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA                            MÓDULO 4EL SISTEMA DE AUTOCONTROL ENLA INDUS...
INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE          CONSERVACIÓN DE ALIMENTOSOBJETIVO DE LA CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS  Evitar que l...
MÉTODOS DE CONSERVACIÓN    CONSERVACIÓN POR FRÍO    CONSERVACIÓN POR CALOR    CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN    CONSERVA...
CONSERVACIÓN POR FRÍO   Método más extendido a nivel mundial.   Inhibición total o parcial de la actividad de los agentes ...
 Hay que controlar los siguientes parámetros:     Temperatura (0 – 5 ºC):           Cuanto más baja mejor pero mas caro ...
Luz:    Minimizar para evitar la oxidación de la grasa.Ventilación:    Importante para mantener una HR uniforme y   elim...
CONGELACIÓN:   Consiste en someter el producto a una Tª inferior a la su punto  de congelación.   Se fija la estructura ...
Etapas en la congelación:     PRODUCTO                                               PRODUCTO    REFRIGERADO              ...
Congelación carne de vacuno       Congelador de placas verticalesCongelación      de     productosalimenticios frágiles o ...
CANITIDAD DE CALOR A EXTRAER    ENFRIAMIENTO                 CALENTAMIENTO              (enfriamiento) o A SUMINISTRAR (ca...
CONSERVACIÓN POR CALOR   Destrucción total de gérmenes patógenos y sus formas esporuladas.    COCCIÓN:        Se ablanda l...
PASTEURIZACIÓN:  No se destruyen las formas esporuladas.  Se inhiben las principales enzimas que causas en deterioro.  Mét...
ESTERILIZACIÓN:  Destrucción de patógenos y sus formas esporuladas.  Tª > 100 ºC unos pocos segundos.  Comúnmente utilizad...
Autoclave Continuo 1.- A presión       Utilización de vapor de agua. 2.- En condiciones atmosféricas        Aire caliente ...
Esterilizador rotatorio automáticoEsterilizador Hydrolock
CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN (Pasteurización Fría)   Aplicación de radiaciones ionizantes capaces de eliminar   los microo...
CONSERVACIÓN POR PÉRDIDA DE AGUA   Consiste en reducir la cantidad de agua disponible (actividad de   agua: aw) necesaria ...
La estabilidad del alimento depende de su contenido en agua libre:      Desarrollo de microorganismos.      Reacciones enz...
ISOTERMA DE SORCIÓNRepresenta el contenido deagua en función de la               Cambios que se producen en el alimento en...
Zona I: Agua Constitucional.   Agua fuertemente ligada a puntos específicos del sólido.   Esos puntos pueden ser:        ...
Zona II:   Multicapa (0,5 %).   Vecinal (3 – 2 %).            Se localiza en capas externas.            aw > 0,3        ...
Actividad de Agua y Reacciones                    aw                                        efecto0 a 0,2 (agua de monocap...
aw mínima para el crecimiento de microorganismos.                        Organismo        Aw mínima                 Bacter...
DESECACIÓN / DESHIDRATACIÓN / SECADO  Reducción de la aw para prolongar la vida útil de los alimentos.  Además, facilita l...
Reacción de Maillard:
Métodos empleados:    Secado por aire caliente:           El alimento se pone en contacto con una corriente de aire calie...
 Secado por aire caliente.
 Secado por contacto directo con una superficie caliente.
 Secado mediante el aporte de energía por una fuenteradiante, de microondas o dieléctrica.
 Liofilización.
 Rehumidificación.    Reconstitución de productos secos en polvo.
OTROS PROCEDIMIENTOS DE CONSERVACIÓN    LIOFILIZACIÓN:       Desecación del producto mediante el vacío.                   ...
sal seca     SALAZÓN  Adición de sal (ClNa) al alimento                                       disolución     SALMUERASALAZ...
SALMUERA  Disolución altamente concentrada de sal ( > 100.000 mg sal/l.  agua).  El uso de la salmuera para la conservació...
Los principales microorganismos que intervienen               en   lafermentación provocando cambios deseables son:      ...
La introducción de las hortalizas en la salmuera debe realizarserápidamente tras su recepción, pesado y clasificación.Para...
CONCENTRADO DE AZÚCAR  Se suele emplear para conservas de frutas y vegetales.  Método parecido a la deshidratación por su ...
> Eficiencia energética.            DISOLUCIÓN                               ALIMENTO                    H20 +            ...
Proceso de productos deshidratados osmóticamente.       FRUTAS Y HORTALIZAS            FRESCAS                            ...
ENCURTIDOSPermite la conserva de los productos vegetales durante mucho tiempo.Se mantienen las características nutritivas ...
No FermentaciónMateria Prima                Fermentación ácido-láctica (anaeróbica)
ADITIVOSSustancias químicas naturales o de síntesis que se añaden a losalimentos de manera intencionada para modificar sus...
Lista positiva de aditivos (conservantes) alimenticios: 2001
CONSERVAS / SEMICONSERVAS    Son los alimentos elaborados de productos de origen vegetal    con o sin adición de otras sus...
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ATMÓSFERA MODIFICADA / VACÍO  Método de conservación de alimentos muy práctico y sencillo.  Mantiene la frescura del produ...
Envasado en Atmósfera Modificada (EAM):   Implica la eliminación del aire del interior del envase y su   sustitución por u...
Arrastre con gas:  Se suele realizar con una máquina del tipo formado-  llenado-cerrado.                                  ...
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vacío      Gas        Mezcla de                                                 atmosférico         Gases                 ...
2.- Generación de la atmósfera modificada:    Modificación pasiva de la atmósfera.      Las frutas y hortalizas continúan ...
Envasado activo.  Incorporación de ciertos aditivos en el film de  empaquetado o el envase para modificar la  atmósfera de...
O2 que entra al envase por su permeabilidad. Hayque evitar que entre en contacto con el producto.Producto barrera mejorado...
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Materiales Secuestradores de O2 : ZERO2 TM      Material plástico de envasado con propiedades     secuestrantes de O2.    ...
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exudado             Espacio de cabeza              +                                 Ascorbato/bicarbonato Na             ...
Secuestradores de Etileno (C2H4).   Etileno: regulador del crecimiento de las plantas que   acelera el ritmo de la respira...
Emisores de Etanol (C2H6O).   Etanol: como agente microbicida inhibe el   crecimiento de mohos, bacterias y levaduras.   B...
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-(T-T(*))/Z                                      -(T-T(*))/Z      t=   t(*)   * 10                            D=        D(...
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Z para un m1           Z para un m1Log D   Microbiológico   Organoléptico ó Bioquímico                                    ...
1.4 Efectividad de los tratamientos térmicos.     Valor F            Parámetro utilizado en la industria conservera.     ...
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Tª = 105 ºC ; t = 103 minutos.Tª = 117 ºC ; t = 6,5 minutos.  1º) Cálculo de Z:                              -(T-T(*))/Z  ...
4º) ¿Qué Tª debe aplicarse para obtener una reducción decimal de m=10 en 50 min?                            -(T-T(*))/Z   ...
2   Se pasteuriza un vino en un intercambiador de placas a 72ºC durante 15 segundos.       ¿Qué valor de esterilización se...
Por una mala regulación de la temperatura, se pasteuriza a 71ºC en lugar de72ºC ¿Qué nuevo nivel de reducción decimal se a...
3   Se esteriliza leche a 135 ºC durante 4 seg ; de este modo se conserva el 99 %    de vitamina B1.    ¿que proporción de...
OPTIMIZACIÓN Y CORRELACIÓN DE LOS PARÁMETROS  MICROBIOLÓGIOS, BIOQUIMICOS y ORGANOLÉPTICOSUTILIZANDO DIFERENCIAS FINITAS /...
OBTENCIÓN DE LOS DATOS ANALÍTICOS CORRESPONDIENTES A1    LOS PARÁMETROS: Microbiológicos.1.1.- Materiales Necesarios:    -...
1.2.- Procedimiento:   1.- Poner al baño en agua a 44, 47 y 50 ºC tres matraces aforados con 100   ml cada uno con suero s...
microorganismo                                          matraz aforado                                micropipeta contamin...
PLACAS INCUBADAS              0        5        10        15        20        25        30        35    40 44 ºC 47ºC 50ºC...
1.3.- Resultados obtenidos:  Obtenemos por cada valor de temperatura Ti (42, 47 y 50 ºC)             18 placas  (correspon...
2   CÁLCULO DEL log DE LOS DATOS OBTENIDOS ANTERIORMENTE
3   DETERMINAR LA Curva de Regresión DE CADA TEMPERATURA
4   CALCULAR EL PARÁMETRO D CORRESPONDIENTE A CADA Tª
5     INTERPOLAR LA Tª QUE QUERAMOS Y SU D Y Z CORRESPONDIENTE    Para interpolar los valores de Tª, su D y Z correspondie...
DETERMINAR LA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR POR EL6       MÉTODO DE LAS DIFERENCIAS FINITAS Y ELEMENTOS FINITOS    1.- Se ...
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MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos
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MODULO 4: Procesos De Conservación de Alimentos

  1. 1. AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA MÓDULO 4EL SISTEMA DE AUTOCONTROL ENLA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA(A) “INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS”(B) “PROCESOS TÉRMICOS DE CONSERVACIÓN” JAIME FISAC PONGILIONI Ingeniero AgrónomoMadrid, Diciembre de 2012 Col. Nº 4578 COIACC Col. Nº 3199 COIAL
  2. 2. INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOSOBJETIVO DE LA CONSERVACIÓN DE LOS ALIMENTOS Evitar que los alimentos sean atacados por microorganismos que provoquen su descomposición y así poder almacenarlos durante mas tiempo garantizando en todo momento su Seguridad Alimentaria y preservando su Calidad. Desde el punto de vista técnico consiste en “bloquear” la acción de aquellos agentes (microorganismos o enzimas) que pueden alterar las características organolépticas (color, textura, olor y sabor) originales del producto alimenticio. Los agentes alterantes pueden ser endógenos (enzimas presentes en el alimento) o exógenos (bacterias, mohos y levaduras).
  3. 3. MÉTODOS DE CONSERVACIÓN  CONSERVACIÓN POR FRÍO  CONSERVACIÓN POR CALOR  CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN  CONSERVACIÓN POR PÉRDIDA DE AGUA  OTROS PROCEDIMIENTOS DE CONSERVACIÓN  LIOFILIZACIÓN  SALMUERA  SALAZÓN  CONCENTRADO DE AZÚCAR  ENCURTIDO  ADITIVOS  CONSERVAS / SEMICONSERVAS  ENVASADO EN ATMÓSFERA MODIFICADA / A VACÍO
  4. 4. CONSERVACIÓN POR FRÍO Método más extendido a nivel mundial. Inhibición total o parcial de la actividad de los agentes alterantes. Se permite la conservación de alimentos a largo plazo. REFRIGERACIÓN:  Consiste en mantener los alimentos a Tª superior a la congelación.  El enfriamiento inicial debe ser lo más rápido posible.  Para que tenga éxito la conservación, es muy importante que la carga contaminante inicial del producto sea lo más baja posible (los procesos tiene que aplicarse con frío, limpieza y rapidez).  Conservación del producto durante días o semanas.  Se reduce la velocidad de crecimiento de microorganismos termófilos y de bastantes mesófilos.
  5. 5.  Hay que controlar los siguientes parámetros: Temperatura (0 – 5 ºC):  Cuanto más baja mejor pero mas caro resulta su mantenimiento.  Se elije en f (producto, HR, condiciones almacenamiento, tiempo, atmósfera,…). Humedad Relativa:  Si el ambiente es seco hay transferencia de humedad del alimento al medio (mermas) y si es excesivamente alto se favorece el crecimiento microbiológico (deterioro prematuro).  Se elije en f (producto, temperatura, condiciones ambientales, …).
  6. 6. Luz:  Minimizar para evitar la oxidación de la grasa.Ventilación:  Importante para mantener una HR uniforme y eliminar olores y sabores alterados.Composición de la atmósfera:  Muy importante durante el almacenamiento de frutas y verduras (oxido de etileno). [CO] Retraso de la maduración. [O2] Aceleración de la maduración.
  7. 7. CONGELACIÓN:  Consiste en someter el producto a una Tª inferior a la su punto de congelación.  Se fija la estructura del tejido y se aisla el agua bajo la forma de cristales de hielo evitando su disponibilidad para la flora microbiana.  A -18ºC hay presente en el alimento una fracción de agua liquida.  Conservación del producto a largo plazo preservando su calidad organoléptica y nutritiva.  Alteraciones que sufre el producto:  Quemaduras por frío.  Modificaciones Químicas: Enranciamiento de grasas. Cambios de color. Pérdida de nutrientes.
  8. 8. Etapas en la congelación: PRODUCTO PRODUCTO REFRIGERADO CONGELADO Agua Agua Hielo Hielo Tª = 4ºC Tª = 0ºC Tª = 0ºC Tª = -8ºC qs ql qs qs calor sensible. No afecta al estado del material/producto. El empleado para bajar la temperatura del producto. qs = m * cp * Δt ql calor latente. El empleado para el cambio de estado del material/producto. ql = m * Lf
  9. 9. Congelación carne de vacuno Congelador de placas verticalesCongelación de productosalimenticios frágiles o pequeños
  10. 10. CANITIDAD DE CALOR A EXTRAER ENFRIAMIENTO CALENTAMIENTO (enfriamiento) o A SUMINISTRAR (calentamiento) Kcal/Kg Kj/Kg Enfriamiento de la temperatura corporal (de Calentamiento de 0ºC a 37ºC 37 155 37ºC a 0ºC)Agua de congelación de 0ºC Descongelación del hielo a 80 335 a hielo a 0ºC 0ºC a agua a 0ºCEnfriamiento de hielo a 0ºC Calentamiento de -20 ºC a 10 42 a -20ºC hielo a 0 ºC
  11. 11. CONSERVACIÓN POR CALOR Destrucción total de gérmenes patógenos y sus formas esporuladas. COCCIÓN: Se ablanda la celulosa y el colágeno, coagulan las proteínas (60ºC), gelatinizan los almidones y se disuelven los minerales y los azucares. MÉTODOS SECOS: Asado, tostado, horneado. MÉTODOS HÚMEDOS: Hervido, vaporizado. MÉTODOS SECOS CON GRASA: Fritura. ESCALDADO: Inmersión del producto en agua entre 85-100ºC rodeándolo de vapor vivo. Se inhiben enzimas, remueven gases, ablandan tejidos, resalta el color, facilita operaciones mecánicas posteriores, elimina sabores no deseados y limpia el producto.
  12. 12. PASTEURIZACIÓN: No se destruyen las formas esporuladas. Se inhiben las principales enzimas que causas en deterioro. Métodos comúnmente utilizados: HTLT (Hight Temperature/Long Time): 63 ºC / 30 min. HTST (Hight Temperature/Short Time): 72 ºC / 16 seg. UHT (Ulta Hight Temperature): 135-150 ºC / 2-8 seg. Se emplea en leche, bebidas aromáticas (zumos) cervezas y algunas pastas de queso. Los productos pasteurizados tan solo duran unos días. Ej: pasteurización de la leche. Método LTLT HTST Temperatura (ºC) 62,8 71,7 88,3 90,0 94,0 95,5 100 Tiempo (seg) 1.800 15 1,05 0,5 0,01 0,05 0,01
  13. 13. ESTERILIZACIÓN: Destrucción de patógenos y sus formas esporuladas. Tª > 100 ºC unos pocos segundos. Comúnmente utilizado en enlatado y envasado aséptico de alimentos. Autoclave Discontinuo
  14. 14. Autoclave Continuo 1.- A presión Utilización de vapor de agua. 2.- En condiciones atmosféricas Aire caliente / llama directa Esterilizador hidrostático
  15. 15. Esterilizador rotatorio automáticoEsterilizador Hydrolock
  16. 16. CONSERVACIÓN POR IRRADIACIÓN (Pasteurización Fría) Aplicación de radiaciones ionizantes capaces de eliminar los microorganismos (algunos de ellos patógenos) de un amplio grupo de productos y componentes alimenticios. Previene la reproducción de microorganismos, bacterias y hongos modificando su estructura molecular evitando su proliferación. Radiaciones utilizadas:  Electrones de alta energía.  Ondas electromagnéticas (radiación X, Gamma) Principales modificaciones que se producen en el producto:  Cambios en el color en carnes, pescados, frutas y quesos.  Modificaciones de la textura en la carne.  Pérdida de vitaminas hidrosolubles y liposolubles.
  17. 17. CONSERVACIÓN POR PÉRDIDA DE AGUA Consiste en reducir la cantidad de agua disponible (actividad de agua: aw) necesaria para la supervivencia y proliferación de los microorganismos evitando el deterioro de los alimentos y su putrefacción. Actividad de Agua (aw): Es la cantidad de agua que hay disponible en un alimento. P vapor del alimento aw = P vapor del H O pura 2 Tª Mide la capacidad de conservación, propagación microbiana, … del alimento. La aw se puede bajar aumentando la [ ] de solutos en la fase acuosa:  Extrayendo agua del alimento (secado/liofilización)  Adicionando solutos a la fase acuosa (azúcares)
  18. 18. La estabilidad del alimento depende de su contenido en agua libre: Desarrollo de microorganismos. Reacciones enzimáticas. Reacciones químicas. P HR F ma aw = = = = P0 100 F0 ma + ms P = presión de vapor de agua en el alimento. P0 = presión de vapor de agua en el alimento. HR = humedad relativa. F = fugacidad. ma = moles de agua (g/18). ms = moles de soluto (g/pm). Cuando una disolución/sólido húmedo se encuentra en equilibrio con la atmósfera de su entorno: aw disolución/sólido soluble = HR atmósfera
  19. 19. ISOTERMA DE SORCIÓNRepresenta el contenido deagua en función de la Cambios que se producen en el alimento enactividad de agua. función de su contenido en agua. Isoterma de adsorción: Se coloca el producto seco en contacto con una atmósfera de HR creciente. Isoterma de desorción: Se coloca el producto húmedo en contacto con una atmósfera de HR decreciente.
  20. 20. Zona I: Agua Constitucional. Agua fuertemente ligada a puntos específicos del sólido. Esos puntos pueden ser:  Grupos hidróxilo de polisacáridos.  Grupos amino y carbonilo de proteínas. Forman enlace de Hidrógeno, ión-dipolo u otras interacciones fuertes. El agua no está disponible como disolvente: no contribuye a la actividad microbiana o química. Agua inmóvil. “Valor Monocapa o Monomolecular”. No congela a -40 ºC. aw = 0- 0,35 0,03 % del agua total.Capa BET: Límite entre Zona I y Zona II Agua de la monocapa. Cantidad de agua necesaria para formar una monocapa sobre sitios altamente polares de la materia seca. Cantidad de agua que puede estar fuertemente unida a la materia seca.
  21. 21. Zona II: Multicapa (0,5 %). Vecinal (3 – 2 %).  Se localiza en capas externas.  aw > 0,3  La mayor parte no congela a -40ºC.  Propiedades como solvente reducidas.  Movilidad reducida.  Puentes de Hidrógeno agua-agua y agua-soluto.Zona III: Agua Libre o Atrapada. Efecto de la temperatura sobre las isotermas de sorción. Atrapada en macro-capilares. Contiene solutos de bajo Peso Molecular. Fácil de congelar. Propiedades del solvente similar al agua pura. Su eliminación reduce la aw al 0,8 Representa el 95% del agua.
  22. 22. Actividad de Agua y Reacciones aw efecto0 a 0,2 (agua de monocapa) No hay actividad enzimática, crecimiento microbiano, oscurecimiento enzimático, gran oxidación de lípidos.0,65 Pueden crecer hongos osmofílicos.0,7 a 0,8 (agua capilar) Empiezan a crecer hongos y levaduras.0,8 (límite del agua débilmente enlazada) Empieza en crecimiento de bacterias.0,3 a 0,8 Oxidación de lípidos, baja actividad enzimática (lipasas).0,8 a 1,0 (agua débilmente enlazada) Rápida actividad enzimática (amilasas, fenoloxidasas, peroxidasas).
  23. 23. aw mínima para el crecimiento de microorganismos. Organismo Aw mínima Bacterias 0,91 Levadura 0,88 Moho 0,8 Bacterias halófilas 0,75 Levadura hosmófila 0,60 Salmonella 0,95 Clostridium Botulinum 0,95 Escherichia Coli 0,96 Staphilococus Aureus 0,96 Bacilus sp. 0,96
  24. 24. DESECACIÓN / DESHIDRATACIÓN / SECADO Reducción de la aw para prolongar la vida útil de los alimentos. Además, facilita la conservación del producto, reduce su peso y el volumen por unidad de “valor alimenticio”. Operaciones Unitarias: evaporación y sublimación. El contenido microbiano del alimento crudo es un factor determinante para asegurar la calidad de un producto desecado. Al rehidratar un producto desecado, los microorganismos pueden proliferar de nuevo. Al deshidratar un alimento se pueden producir una serie de reacciones químicas que conllevan la aparición de aromas/aspectos indeseados (reacción de Maillard, …).
  25. 25. Reacción de Maillard:
  26. 26. Métodos empleados:  Secado por aire caliente: El alimento se pone en contacto con una corriente de aire caliente. El calor se aporta al producto principalmente por convección.  Secado por contacto directo con una superficie caliente: El calor se aporta al producto principalmente por conducción.  Secado mediante el aporte de energía por una fuente radiante, de microondas o dieléctrica.  Liofilización (*): El agua de los alimentos se congela y se sublima, generalmente aportando calor a una presión muy baja.
  27. 27.  Secado por aire caliente.
  28. 28.  Secado por contacto directo con una superficie caliente.
  29. 29.  Secado mediante el aporte de energía por una fuenteradiante, de microondas o dieléctrica.
  30. 30.  Liofilización.
  31. 31.  Rehumidificación. Reconstitución de productos secos en polvo.
  32. 32. OTROS PROCEDIMIENTOS DE CONSERVACIÓN LIOFILIZACIÓN: Desecación del producto mediante el vacío. PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO DESECADO FRESCO CONGELADO CONGELADO cámara cámara cámara AGUA refrigeración congelación de vacío SUBLIMACIÓN El producto liofilizado solo tiene un 2% de agua. Tras la rehidratación, tanto el valor nutritivo como las características organolépticas son prácticamente las mismas que el producto fresco. Productos típicos liofilizados: Leche infantil, sopas, café, infusiones, …
  33. 33. sal seca SALAZÓN Adición de sal (ClNa) al alimento disolución SALMUERASALAZON Se consigue alargar la vida útil del producto durante mucho tiempo. Se consigue la deshidratación parcial de los alimentos, se refuerza el sabor y se inhibe el crecimiento de algunas bacterias. Se suele emplear para carnes y pescados. A menudo se suele emplear la sal añadiendo nitrato sódico y nitrito, así como eneldo, mostaza, pimentón y canela para realzar los sabores. Ejemplos: jamón curado, cecina, …
  34. 34. SALMUERA Disolución altamente concentrada de sal ( > 100.000 mg sal/l. agua). El uso de la salmuera para la conservación de alimentos está muy extendido, pues aporta sabor, ejerce un efecto conservador el influye en la textura y las características de los alimentos. La sal empleada debe ser de buena calidad; presentar un bajo contenido en Ca, Mg y Fe , color blanco y libre de bacterias halofíticas y materias extrañas. Al introducir hortalizas en salmuera con una [ ] 8-11% se inhibe la multiplicación de la mayoría de los microorganismos, aunque los responsables de las fermentaciones son capaces de tolerar dicha [ ] .
  35. 35. Los principales microorganismos que intervienen en lafermentación provocando cambios deseables son:  Lactobacteriaceae; produce ácido láctico a partir de los azúcares naturales presentes en las hortalizas.  Acetobacter; produce CO2 (efecto de agitación) y H2.  Levaduras; producen CO2 y alcohol.Importante en control de la Tª para dirigir la fermentación (15-20 ºC).Requisitos para una correcta fermentación: Tener en cuenta el contenido en humedad del producto para mantener una [ ] inicial del 8-10 % (40º salinómetro). Una [ ] inicial superior al 17 % inhibe el crecimiento de las bacterias de la fermentación. Las hortalizas tienen que estar sanas, sin lesiones y pre- clasificadas por su tamaño.
  36. 36. La introducción de las hortalizas en la salmuera debe realizarserápidamente tras su recepción, pesado y clasificación.Para conseguir que todas las porciones del producto seanpenetradas por la salmuera, ésta debe introducirse en losrecipientes de fermentación previo a la introducción delproducto.Para evitar la estratificación hay que procurar un mezcladohomogéneo apropiado cada cierto tiempo.Hay que llevar un control regular de la salmuera, diluyendo oconcentrando la salmuera cuando fuera necesario.Realización de drenaje final de la salmuera: Para eliminar el exudado lechoso, la suciedad, actividad enzimática y levaduras superficiales. Reposición por otra salmuera fresca (15 % de sal, 1% Hlac). Mantenimiento de meses; 10 % sal + 0,3 % Hlac.
  37. 37. CONCENTRADO DE AZÚCAR Se suele emplear para conservas de frutas y vegetales. Método parecido a la deshidratación por su estabilidad microbiana conseguida. Contenido en humedad Alimentos de humedad intermedia Deshidratación Osmótica: interacción producto + jarabe (glucosa) El producto no es comercialmente estable por su contenido en humedad. Estabilidad Comercial Secado por aire Congelación Deshidratación Osmótica + Vacío … Técnica de conservación de bajo coste. Se mejora la textura, sabor, aroma, estabilidad del producto y favorece la retención de nutrientes durante el almacenamiento.
  38. 38. > Eficiencia energética. DISOLUCIÓN ALIMENTO H20 + componentes > aw > [ ] SOLUTOSAgentes Osmóticos: Sacarosa: Frutas Cloruro Sódico: Hortalizas, pescado y carne. Glucosa, fructosa, lactosa, dextrosa, maltosa, polisacáridos, maltodextrina, jarabe de almidón de maíz.A > temperatura de la disolución, mayor pérdida de agua delproducto.
  39. 39. Proceso de productos deshidratados osmóticamente. FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS Pelado PRE-TRATAMIENTOS Eliminación de las pepitas Cortado en rodajas (slicing) Disolución Osmótica DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA Evaporación Diluida Disolución Osmótica Lavado Agua Concentrada Enlatado Congelación Pasteurización Secado Secado por Secado por Secado al aire congelación vacío
  40. 40. ENCURTIDOSPermite la conserva de los productos vegetales durante mucho tiempo.Se mantienen las características nutritivas y organolépticas delproducto.En muchas ocasiones se añaden hierbas y sustancias antimicrobianas(mostaza, ajo, canela y clavos) que realzan el sabor. VINAGRE: PASTEURIZACIÓN Mata necrobacterias. DISOLUCIÓN L. plantarum: Vinagre (pH < 4,6) pH. + ALIMENTO acidez. Lactobacilus conservación. plantarum
  41. 41. No FermentaciónMateria Prima Fermentación ácido-láctica (anaeróbica)
  42. 42. ADITIVOSSustancias químicas naturales o de síntesis que se añaden a losalimentos de manera intencionada para modificar sus propiedades,técnicas de elaboración, conservación o mejorar su adaptación al usoal que está destinado.Ejemplo de Aditivos: Retardar el crecimiento de bacterias y hongos: Propionato de Na [Na(C2H5COO)] / Sal Sódica: E-281 Sorbato de Na: E-201 Evitar enfermedades carenciales: Vitaminas. Minerales. Nutrientes esenciales Impedir la destrucción tras la oxidación de los lípidos: Butil hidroxianisol (BHA). Butil hidroxitolueno (BHT).
  43. 43. Lista positiva de aditivos (conservantes) alimenticios: 2001
  44. 44. CONSERVAS / SEMICONSERVAS Son los alimentos elaborados de productos de origen vegetal con o sin adición de otras sustancias , sometidos a tratamientos autorizados que garanticen su conservación y contenidos en envases apropiados. Los tratamientos estabilizarán el alimento solamente durante un tiempo determinado. Los productos no están esterilizados. Hay que conservarlos en refrigeración. El alimento está conservado crudo macerado con algún conservante natural (sal, vinagre,…).
  45. 45. Productos enlatados: El envasado de alimentos se hace en recipientes metálicos, fabricados con acero recubierto con una capa de estaño. Dependiendo del tipo de alimento, el acero con su propia capa de estaño a su vez se recubre con el barniz adecuado al tipo de alimento que se envase. Una vez lleno el envase con el producto, se procede a su cerrado hermético. Para ello se somete a un proceso de calentamiento adecuado al tipo de producto que se ha enlatado. Los grados de temperatura y los tiempos de proceso dependen del alimento y en f (alta/baja acidez del producto). Tras el calentamiento se somete a un proceso de enfriamiento. El tratamiento térmico garantiza la destrucción de los microorganismos que pudieran causas trastornos sanitarios.
  46. 46. ATMÓSFERA MODIFICADA / VACÍO Método de conservación de alimentos muy práctico y sencillo. Mantiene la frescura del producto, mejora su presentación y aumenta su periodo de conservación. Se puede aplicar a todo tipo de productos; frutas, verduras, carnes rojas, jamón, embutidos, pescados, mariscos, quesos, productos lácteos, ensaladas, productos de panadería y pastas, alimentos preparados, alimentos deshidratados, zumos, vinos, bebidas, etc. Composición normal del aire: Oxigeno: 21% Nitrógeno: 78% CO2: <0,1%
  47. 47. Envasado en Atmósfera Modificada (EAM): Implica la eliminación del aire del interior del envase y su sustitución por un gas o mezcla se gases; la mezcla de gases a emplear depende del tipo de producto. La atmósfera gaseosa que rodea al producto cambia continuamente (dinámica) durante todo el periodo de almacenamiento debido a la influencia de varios factores (respiración del producto envasado, cambios bioquímicos, lenta difusión de los gases a través del envase, …). Obtención de la composición más adecuada en el espacio de cabeza del envase por dos métodos fundamentales: 1.- Sustitución mecánica del aire: 1.1- Arrastre con una corriente de gas. 1.2- Por vacio compensado.
  48. 48. Arrastre con gas: Se suele realizar con una máquina del tipo formado- llenado-cerrado. Gas Mezcla de atmosférico Gases O2: 21 % Espacio de cabeza N2: 78% CO2: < 0,1% producto [ O2] residual espacio de cabeza: 2-5 % Técnica no recomendada para productos envasados sensibles al oxigeno. Ventaja: velocidad de la operación (en continuo).
  49. 49. Envasado de bebidas no alcohólicas/cervezas:  Sustitución del aire por una corriente de N2.  Inyección de una gota de N2 liquido inmediatamente antes de su cerrado.  El N2 liquido se evapora rápidamente formando un gas que arrastra al O2 captado durante el proceso de llenado.  Beneficios:  Aumento de la vida útil.  Retención del aroma del producto.  Disminución de la corrosión del bote.Vacío compensado: Primero se practica el vacío al envase formado/termoformado con el producto en su interior y acto seguido se inyecta el gas.
  50. 50. vacío Gas Mezcla de atmosférico Gases O2: 21 % Espacio de cabeza N2: 78% CO2: < 0,1% productoVentaja: eficaz con respecto al residual de O2.
  51. 51. 2.- Generación de la atmósfera modificada: Modificación pasiva de la atmósfera. Las frutas y hortalizas continúan respirando tras su recolección (consumiendo O2 y produciendo CO2 y vapor de agua). Eligiendo un film con la permeabilidad adecuada se consigue, de forma pasiva, crear una atmósfera equilibrada adecuada para este tipo de productos. Las atmósferas modificadas de equilibrio (AMdE), conteniendo 2-5 % O2 y 3-8 % CO2 actúan retrasando la maduración y reblandecimiento de frutas y hortalizas, así como reduciendo la degradación de la clorofila, podredumbres microbiológicas y pardeamientos enzimáticos.
  52. 52. Envasado activo. Incorporación de ciertos aditivos en el film de empaquetado o el envase para modificar la atmósfera del espacio de cabeza e incrementar la vida útil del producto. Absorbedores/Secuestradores de O2. Absorbedores/Emisores de CO2. Secuestradores de Etileno. Emisores de Etanol. Liberadores de conservantes. Absorbedores de humedad. Tipo de secuestrador en f (origen del O2 / CO2): O2 de cabeza + disuelto en el momento del envasado. Secuestrador de O2 de espacio de cabeza.
  53. 53. O2 que entra al envase por su permeabilidad. Hayque evitar que entre en contacto con el producto.Producto barrera mejorado químicamente.Se encuentran en el interior de bolsitas (“nocomer”) que se introducen en el interior delenvase o en etiquetas adhesivas (USA/Europa)Secuestradores metálicos: Polvo de Fe + Catalizador adecuado HR > 85% Agente reductor metálico hidratado que secuestra el O2 convirtiéndolo en un óxido estable irreversible.Secuestradores no metálicos: Agentes reductores orgánicos (ácido ascórbico, sales del ácido ascórbico y catecol). Secuestradores de oxigeno enzimáticos (glocosaoxidasa ó etanoloxidasa).
  54. 54. Secuestradores de O2 en bebidas: No se emplean secuestradores metálicos. Utilización de compuestos no metálicos y organometálicos con afinidad por el O2 incorporados a los cierres. [ O2] residual espacio de cabeza: < 0,01 %
  55. 55. Materiales Secuestradores de O2 : ZERO2 TM Material plástico de envasado con propiedades secuestrantes de O2. Los componentes reactivos son activados mediante luz u-va o procesos similares de alta energía. Las propiedades secuestradoras están inactivas hasta que recibe el estímulo apropiado.Absorvedores de CO2. Aplicación: cafés (frescos/tostados/molidos). Objetivos: 1.- evitar la entrada de Humedad y O2 para preservar los aromas volátiles. 2.- evitar que el CO2 que desprenden los productos tostados revienten el envase. Soluciones: 1.- emplear envases con válvulas de 1 vía para expulsar el exceso de CO2.
  56. 56. 2.- emplear secuestradores de CO2 ó O2/CO2. CaO + secuestro del CO2 C activo Fe polvo secuestro del O2 + Ca (OH)2 secuestro del CO2Emisores de CO2. Para envasado de carnes y pescados en AM. Se puede utilizar en bolsitas junto a secuestradores de O2. (envase Verifrais TM) : Se puede utilizar en bolsitas junto a secuestradores de O2. Espacio de cabeza Falso fondo perforado + producto bolsita porosa con: Ascorbato/bicarbonato Na
  57. 57. exudado Espacio de cabeza + Ascorbato/bicarbonato Na producto CO2La rotura de envases o el desarrollo de un vacíoparcial es un problema para los productos consecuestradores de O2.Para evitar lo anterior, se han desarrolladobolsitas/etiquetas con secuestrador de O2 y emisorde CO2. Bolsita/Etiqueta: carbonato ferroso + catalizador haluro-metálico (ó variantes no ferrosas). Uso: para aperitivos, nueces secas, ….
  58. 58. Secuestradores de Etileno (C2H4). Etileno: regulador del crecimiento de las plantas que acelera el ritmo de la respiración provocando la maduración de ciertos productos hortofrutícolas. KMnO4 sobre un soporte inerte (sílice/alúmina). KMnO4 oxida al C2H4 produciendo acetato + etanol con cambio de color de púrpura a marrón. En combinación con absorbedores de humedad: carbón activo + catalizador metálico + gel sílice. Neupalon TM
  59. 59. Emisores de Etanol (C2H6O). Etanol: como agente microbicida inhibe el crecimiento de mohos, bacterias y levaduras. Bolsitas y láminas impregnadas en etanol sobre un material que emite con control vapor de etanol. Ethicap TM Uso: tartas, bollería, panadería, … Inhibe el crecimiento de mohos/levaduras y mantiene la frescura del producto.Liberadores de Conservantes. Actualmente en desarrollo para determinar su efectividad. Problemas legislativos y económicos. Incorporación de ciertos aditivos al material de los envases con efecto microbicida y antioxidante.
  60. 60. Absorbedores de Humedad. En bolsitas, láminas, almohadillas, … Para los alimentos secos envasados: oxido de Ca, arcillas activadas, gel de silicio, … Tyvek TM Bolsitas con triple acción; absorber la H, C activo (eliminar olores) y polvo de Fe (eliminar el O2). En productos con elevado contenido de H: Polímero superabsorbente (puede absorber hasta 500 veces su peso en agua) tales como sales de poliacrilato, carboximetilcelulosa (CMC) y copolímeros de almidón.
  61. 61. Gases utilizados en el envasado en atmósfera modificada: Oxigeno (O2): Es el gas que más influye en el deterioro de los alimentos, siendo utilizado por los organismos aerobios que provocan la descomposición así como por los tejidos vegetales participando a la vez en algunas reacciones enzimáticas en los alimentos, incluyendo la oxidación de la mioglobina en la carne y la oxidación de la grasa y de compuestos sensibles como vitaminas y aromas.
  62. 62. Objetivo: reducir la cantidad de oxigeno lo máximo posible e incluso hasta eliminarlo por completo. Excepciones: cuando el oxígeno es necesario para la respiración de frutas y hortalizas, la retención del color (carne roja) o para evitar las condiciones anaerobias en el caso del pescado blanco.Dióxido de Carbono (CO2): Excelente inhibidor frente al crecimiento bacteriano. Es muy efectivo contra las bacterias aerobias de la descomposición, gram-negativas tales como las Pseudomonas que provocan pérdida de color y malos olores en carnes, aves y pescados. No retrasa el crecimiento de todos los microorganismos; las bacterias acido-lácticas crecen en presencia de CO2 y con niveles bajos de O2 y tiene poco efecto sobre las levaduras.
  63. 63. El efecto inhibidor se incrementa a bajas temperaturasdebido al aumento de su solubilidad (179,9 ml/100 mlde agua a 0ºC).A [ ] elevadas suele utilizarse para el envasado deproductos de panadería, quesos duros y pescadosgrasos.La absorción de CO2 depende en gran medida delcontenido en humedad y grasa del producto. Elproductos tales como las carnes rojas, aves y mariscosun exceso en la absorción de CO2 puede conducir alfenómeno conocido como “colapso del envase” sobretodo a Tª de refrigeración. La aparición del exudadodel producto dentro del envase se produce por ladisolución del gas en la superficie de la carne frescadisminuyendo el pH y por tanto la CRA de la proteína.
  64. 64. Las [ ] elevadas pueden provocar la decoloración y el desarrollo de sabores ácidos punzantes en carnes rojas y aves aunque desaparece de forma rápida tras la apertura del envase. Algunos productos lácteos (cremas) son muy sensibles a [ ] elevadas favoreciendo el manchado. El CO2 difunde a través del film de envasado unas 30 veces más rápidamente de lo que lo hacen otros gases.Nitrógeno (N2): Gas inerte con baja solubilidad en agua y grasa. Se utiliza para desplazar el O2, retrasar la oxidación y prevenir el enranciamiento de los frutos secos. Indirectamente actúa retrasando el desarrollo microbiológico de organismos aerobios productores de la descomposición. Actúa de relleno para evitar el colapso del envase en aquellos alimentos que absorben el CO2.
  65. 65. Monóxido de Carbono (CO): Muy efectivo para conservar el color rojo de las carnes frescas debido a la formación de carboximioglobina. Al ser un gas altamente tóxico, su uso está prohibido en Europa. En USA está permitido, donde se utiliza principalmente para prevenir el pardeamiento en el envasado de la lechuga. Ejerce un reducido efecto sobre los microorganismos.Mezcla de gases:  Cobertura Inerte: N2.  Atmósfera semi-activa: CO2/N2 ; O2/CO2/N2.  Atmósfera completamente activa: CO2 ; CO2/O2. La combinación de gases depende del tipo de producto, material de envase, Tª almacenamiento, contenido de humedad y grasa, nivel de micro inicial, y necesidades de estabilización del color (carnes rojas).
  66. 66. Mezcla de gases recomendadas para el envasado en AM.
  67. 67. Composición gaseosa recomendada para el empaquetado deproductos cárnicos.
  68. 68. Estimación de Vida útil de productos envasados en AM. Envasado en Atmósfera Controlada: Se suele utilizar para definir a los alimentos EAM de forma incorrecta. Resulta imposible controlar la atmósfera del envasado durante el almacenamiento del producto.
  69. 69. Definiciones Importantes: Envasado en Atmósfera Modificada: Método de empaquetado que implica la eliminación del aire del interior del envase y su sustitución por un gas o mezcla de gases, en f (tipo de producto). La atmósfera gaseosa cambia continuamente durante todo el periodo de almacenamiento (influencia de varios factores). Envasado en Atmósfera Controlada: Se suele utilizar para definir a los alimentos EAM de forma incorrecta. Resulta imposible controlar la atmósfera del envasado durante el almacenamiento del producto.
  70. 70. Envasado en Gas: Término alternativo empleado con frecuencia para describir el EAM. Es un nombre inapropiado, ya que la modificación de la atmósfera se puede conseguir por un simple vacío.Envasado al Vacío: Es el método más simple y más común de modificar la atmósfera interna de un envase. El producto se coloca en un envase formado con film de baja permeabilidad al O2, se elimina el aire y se sella el envase. EL envase sin aire se pliega (colapsa) alrededor del producto ya que Pint <<< PextCocktail de gas (mezcla de gases): Término utilizado en muchas ocasiones para referirse a la mezcla de gases utilizada para modificar la atmósfera dentro del envase.
  71. 71. Almacenamiento en Atmósfera Controlada: Forma de almacenamiento de grandes cantidades en el cual las [ ] de los gases introducidos inicialmente se mantienen durante el periodo de almacenamiento mediante registros y regulación constantes. Las cámaras de almacenamiento ´se encuentran refrigeradas. Ejemplos: Almacenamiento en cámaras refrigeradas herméticas de gran cantidad de frutas para controlar los niveles de O2 y CO2. Incremento de la vida útil de canales frescas de aves almacenadas en cantidades industriales.Almacenamiento Hipobárico: Almacenamiento a baja presión para almacenamiento de ciertas frutas. Se controla con precisión la presión, temperatura y humedad.
  72. 72. Ventajas e Inconvenientes del envasado en AM: VENTAJAS INCONVENIENTESEl ∆ de la vida útil permite la reposición Inversión en maquinaria de envasado con gas.en los lineales con menor frecuencia.Reducción de desechos a nivel detallista Coste de los gases y material de envasado.Mejor presentación, clara visión del Inversiones en equipo analítico paraproducto y visibilidad de todo el entorno garantizar en empleo adecuado de gases.Apilado higiénico de los envases, cerrados Gastos en los sistemas para asegurar la,libres de goteo y de olores. calidad, evitar distribuir envases pinchados,…Reducción de costes de producción y Posibilidad de crecimiento de patógenosalmacenamiento, debido a la mejor sobre alimentos, debido al exceso de Tªutilización del trabajo, espacio y equipos cometidos por distribuidores y consumidores.Poca o ninguna necesidad de conservantes Pérdida del beneficio cuando se abre o sequímicos. perfora el envase.El ∆ de la zona de distribución y El ∆ en el volumen de los paquetes, quereducción de costes de transporte, debido podría afectar adversamente a los costes dea una menor frecuencia de reparto. transporte y al espacio necesario en laEmpaquetado y control de las porciones distribución al por menos.centralizados.Fácil separación de productos en lonchas
  73. 73. Sistemas de suministro de Nitrógeno y Oxigeno.
  74. 74. Envasado al Vacío: Es el método más simple y común de modificar la atmósfera interna de un envase. El producto se coloca sobre un envase formado con film de baja permeabilidad al oxigeno, se elimina el aire y se suelda en envase. El envase sin aire, se pliega (colapsa) alrededor del producto, puesto que la presión interna es muy inferior a la atmosférica. La [02] < 1% Debido a las propiedades barrera del film empleado, se limita la entrada de oxígeno desde el exterior. En el caso de la carne envasada al vacío, la respiración de la carne consume rápidamente el oxigeno residual que es sustituido por el CO2, que al final se incrementa en el interior del envase hasta un 10-20%.
  75. 75. La carne envasada a vacio NO aceptación venta al por menor Carne parda metamioglobina Ausencia de O2 Carne roja mioglobina + Permeabilidad del envase Acumulación exudado NO ACEPTADO CONSUMIDOR
  76. 76. Envasado en Gas: Es el método más simple y común de modificar la atmósfera interna de un envase. El producto se coloca sobre un envase formado con film de baja permeabilidad al oxigeno, se elimina el aire y se suelda en envase. El envase sin aire, se pliega (colapsa) alrededor del producto, puesto que la presión interna es muy inferior a la atmosférica. La [02] < 1% Debido a las propiedades barrera del film empleado, se limita la entrada de oxígeno desde el exterior. En el caso de la carne envasada al vacío, la respiración de la carne consume rápidamente el oxigeno residual que es sustituido por el CO2, que al final se incrementa en el interior del envase hasta un 10-20%.
  77. 77. (A) PROCESOS TÉRMICOS DE CONSERVACIÓNINTRODUCCIÓNSe trata de simular y optimizar cualquier Proceso de Tratamiento Térmico, a partir de los datos analíticos de los parámetros D y Z de todos los parámetros, proporcionando los puntos óptimos del Tratamiento real Industrial con el máximo de destrucción Microbiológica y el mínimo dedestrucción del resto de parámetros que caracterizan el óptimo de procesado de los alimentos. Se han incorporado las metodologías de cálculo de Diferencias Finitas y Elementos Finitos (Programa Compassis).
  78. 78. CONCEPTOS PREVIOS1.- Cinética de destrucción de microorganismos. 1.1 Influencia del tiempo de tratamiento a Tª constante. Siendo: N = nº de células vegetativas / esporas supervivientes. N0 = población inicial de N. t = duración del tratamiento térmico. Experimentalmente se demuestra una relación entre dichos parámetros. log N log N = a*t + log N0 log N = (-1/D)*t + log N0 1 N = N0 * 10 (-t/D) t D D = tiempo de tratamiento durante el cual la proporción de células destruidas es del 90% y caracteriza la TERMO-RESISTENCIA - De una especie de microorganismo. - A una temperatura determinada.
  79. 79. 1.2 Efecto de la temperatura de tratamiento. Las infinitas combinaciones de tiempo – temperatura que producen el mismo grado de destrucción térmica siguen la siguiente cinética: T-t de referencia/estándar log t = a*T + b log t(*) = a*T(*) + b log (t/t(*)) = a*(T-T(*) ) log t ó log D log (t/t(*)) = (-1/Z)*(T-T(*) ) 1 t(*) = tiempo de referencia T(*) = temp. de referencia T Z Z = elevación de la Temperatura necesaria para reducir la décima parte (1/10) el tiempo de tratamiento térmico estándar para obtener la misma tasa de destrucción.
  80. 80. -(T-T(*))/Z -(T-T(*))/Z t= t(*) * 10 D= D(*) * 101.3 Cuantificación de los tratamientos térmicos. Escalas usualmente más utilizadas: Para la esterilización: T (*) = 121,1 ºC t (*) = 1 min Para la pasteurización de bebidas: T (*) = 60,0 ºC [T - T(*)] / Z Valor de Esterilización = FTref = Ʃ Lti * Δti = = dt Siendo: m = tasa de reducción decimal a conseguir m = - log (N/N0) = -t/D [T - T(*)] / Z t referencia = FTref = dt = m * DTr [T - T(*)] / Z Siendo: L= Letalidad = 10 t tratamiento = Ʃ Lti * Δti
  81. 81. log N log N0log 104 1log 103 DT2 DT1 = 90% reducción decimal t t2 t1 log D log t1 1 log t2 Z T T1 T2
  82. 82. Z para un m1 Z para un m1Log D Microbiológico Organoléptico ó Bioquímico T
  83. 83. 1.4 Efectividad de los tratamientos térmicos. Valor F  Parámetro utilizado en la industria conservera.  Es el tiempo (minutos) que se requiere, a una temperatura determinada, para reducir la población microbiana presente en un alimento hasta un cierto nivel deseado (letalidad).  Cada microorganismo tiene su propio Valor F.  Cuando el Valor F se refiere a la temperatura de referencia (121ºC) se define como F0. F = D * (log N0 – log Nt) N0 = población (nº) inicial de microorganismos. Nt = población (nº) final de microorganismos a la que se pretende llegar. D = tiempo de reducción decimal.
  84. 84. EJERCICIOS1 Clostridium Botulinum produce una potente neurotoxina cuando se multiplica en los alimentos. Como es una bacteria anaerobia y en productos de conserva no existe oxigeno, CB puede crecer y producir la toxina. Para salvaguardar al consumidor, al esterilizar un alimento de pH > 4,5 , siempre se supone que existe una espora de CB por envase, y es necesario reducir su número a una espora viable por cada billón (102) de envases. Es decir, hay que conseguir que el tratamiento térmico ocasione 12 reducciones decimales. Se sabe que el Valor F0 mínimo para las conservas de alimentos de pH > 4,5 es 2,53 min. Experimentalmente se consigue dicha reducción decimal por uno de los siguientes métodos: A) Tª = 105 ºC ; t = 103 minutos. B) Tª = 117 ºC ; t = 6,5 minutos. Se pide: Calcular el tiempo de acción que debe aplicarse para obtener el mismo resultado a las temperaturas de 100 ºC y 120 ºC.
  85. 85. Tª = 105 ºC ; t = 103 minutos.Tª = 117 ºC ; t = 6,5 minutos. 1º) Cálculo de Z: -(T-T(*))/Z -(T-T(*))/Z D= D(*) * 10 t= t(*) * 10 Z = 10 ºC 2º) Cálculo del tiempo de reducción decimal D121,1ºC: 12 El tiempo necesario para obtener una reducción de 10 (m=12) a 121,1 ºC es: t 121,1ºC = 2,53 min t 121,1ºC = m * D121,1ºC D121,1ºC = 0,21 min m= 12 12 3º) Partiendo de una población inicial de 10 esporas, ¿Cuántas sobrevivirán?: Aplicando 100 ºC durante 1 hora D100ºC = 27 min. Aplicando 120 ºC durante 20 min D120ºC = 0,27 min. -60/27 9 - T/D N100ºC = 1012 * 10 = 6 * 10 INEFICAZ N = N0 * 10 -20/0,27 -63 N120ºC = 1012 * 10 = 8,4 * 10 ESTERILIDAD
  86. 86. 4º) ¿Qué Tª debe aplicarse para obtener una reducción decimal de m=10 en 50 min? -(T-T(*))/Z D = D(*) * 10 - (T - 121,1) / 10 D = 50/10 = 5 = D(*) 121,1ºC * 10 T= 107 ºC
  87. 87. 2 Se pasteuriza un vino en un intercambiador de placas a 72ºC durante 15 segundos. ¿Qué valor de esterilización se alcanza sabiendo que el número de unidades de pasteurización se calcula sobre la base de una temperatura de referencia de 60 ºC y un valor Z de 7ºC?. T = 72 ºC ; t 72ºC = 15 seg T = 60 ºC ; t 60ºC = ¿? (T – T*)/Z FT* = t*60ºC = t72ºC * LT = F60ºC = t72ºC * 10 = (15/60) * 10 (72 – 60) / 7 = 12,9 Lactobacilus fructidevorans tiene, en el vino, un tiempo de reducción decimal de 1,7 min a 60ºC. ¿qué nivel de reducción decimal se alcanza mediante dicha pasteurización?. D60ºC = 1,7 ; t*60ºC = n * D60ºC n = 12,9 / 1,7= 7,6
  88. 88. Por una mala regulación de la temperatura, se pasteuriza a 71ºC en lugar de72ºC ¿Qué nuevo nivel de reducción decimal se alcanza? D71ºC = D(*)60ºC * 10 (T – T*) / Z = 1,7 * 10 – (71 – 60) / 7 = 0,0456 min t71ºC = n * D71ºC n = 15/60 * 0,0456 = 5,48Un solo ΔT = 1ºC provoca el aumento del número de supervivientes en un factor > 100. -n -7,6n = 7,6 tratamiento con 72 ºC, luego la reducción decimal es: N/N0=10 =10 -n -5,48n = 5,48 tratamiento con 71 ºC, luego la reducción decimal es: N/N0=10 =10
  89. 89. 3 Se esteriliza leche a 135 ºC durante 4 seg ; de este modo se conserva el 99 % de vitamina B1. ¿que proporción de vitaminas se mantendrá si se esteriliza a 110 ºC manteniendo el mismo valor de esterilidad ? Z = 10 ºC para esterilización ; Z = 25 ºC para la destrucción de vitamina. La Tasa de reducción decimal n de la Vitamina C a 135 ºC durante 4 seg es : n = log N/N0 = log 1/ 0,996 = 1,74 . 10-3 -3 D135ºC = t135ºC / n = 4 / (60 * 1,74 * 10 ) = 38,4 min D110ºC = D(*)135ºC * 10 –(110-135)/25 = 383 min El tiempo de esterilización a 110 ºC para obtener el mismo valor de esterilización obtenido anteriormente es: –(T-T(*))/Z t110ºC = t(*)135ºC * 10 = (4/60) * 10 –(110 – 135)/10 = 21,1 min Log (C/C0) = - t/D C/C0 = 10- t/D = 10–(21,1/383) = 0,881 es decir, 88,1 %
  90. 90. OPTIMIZACIÓN Y CORRELACIÓN DE LOS PARÁMETROS MICROBIOLÓGIOS, BIOQUIMICOS y ORGANOLÉPTICOSUTILIZANDO DIFERENCIAS FINITAS / ELEMENTOS FINITOSPASOS A SEGUIR: 1.- Obtención de los datos analíticos correspondientes a los parámetros: - Microbiológico (UFC). - Bioquímico. - Organoléptico. a 3 temperaturas distintas. 2.- Calcular el log de los datos analíticos anteriormente descritos. 3.- Determinar las curvas de regresión de cada parámetro con sus temperaturas correspondientes. 4.- Calcular todas las DT correspondientes a cada T y el valor Z. 5.- Interpolar la Tª que queramos y su D correspondiente. 6.- Determinar la curva de penetración de calor por el método de las diferencias finitas/elementos finitos. 7.- Adaptar el tiempo de la Integral Térmica mD a la obtenida en el punto 6.
  91. 91. OBTENCIÓN DE LOS DATOS ANALÍTICOS CORRESPONDIENTES A1 LOS PARÁMETROS: Microbiológicos.1.1.- Materiales Necesarios: - Matraces de 250 ml de capacidad conteniendo 100 ml de una suspensión del microorganismo contaminante de densidad óptica conocida en suero salino. - Baños termostatizados a distintas temperaturas. - Pipetas automáticas de distintos volúmenes y puntas estériles. - Tubos de suero salino estéril con un volumen de 9.0 ml. - Placas de petri con medio de cultivo Yeast Morphology Agar (Y.M.A.) para realizar recuento de microorganismos viables. - Estufas de incubación. - Espátulas de Drigalsky para realizar la extensión de las muestras .
  92. 92. 1.2.- Procedimiento: 1.- Poner al baño en agua a 44, 47 y 50 ºC tres matraces aforados con 100 ml cada uno con suero salino y mantener éstas temperaturas. 2.- Incorporar a cada matraz una suspensión de microorganismo contaminante. 3.- Nada mas inocular los matraces (tiempo cero), se toma una muestra de 0,1 ml con micropipeta y se deposita en una placa petri con agar para extenderla por toda la superficie con la espátula de Drigalsky esterilizada previamente con filamento en alcohol o mechero Bunsen. 4.- Se repite las operaciones anteriores cada 5, 10, 15, 20, … , 90 minutos e incubar las placas a 28 ºC. 5.- A las 24/48 horas hacer el recuento de microorganismos viables (ufc) por mililitro de suspensión.
  93. 93. microorganismo matraz aforado micropipeta contaminante (100 ml) placa petri agar INOCULACIÓN 100 ml 100 ml 100 ml espátula de SUPERFICIAL DE 0,1 ml Digralski DE LA DISOLUCIÓN 44 ºC 47 ºC 50 ºC suero salino Mechero baño termostatizado a distinta temperatura Bunsen DESTRUCCIÓN DE MICROORGANISMO (tasa de destrucción) ¿? ESTERILIZACIÓN ESPÁTULA EXTENSIÓN SUPERFICIAL DEL INÓCULO RECUENTO EN PLACA INCUBACIÓN EN ESTUFA (u.f.c.) (28 ºC de 24 a 48 horas) REPETIR CADA 5 MINUTOS DURANTE 90 MINUTOS
  94. 94. PLACAS INCUBADAS 0 5 10 15 20 25 30 35 40 44 ºC 47ºC 50ºC 45 50 55 60 65 70 75 80 85 9044 ºC47ºC50ºC
  95. 95. 1.3.- Resultados obtenidos: Obtenemos por cada valor de temperatura Ti (42, 47 y 50 ºC) 18 placas (correspondiente a la destrucción de microorganismos cada 5 minutos).
  96. 96. 2 CÁLCULO DEL log DE LOS DATOS OBTENIDOS ANTERIORMENTE
  97. 97. 3 DETERMINAR LA Curva de Regresión DE CADA TEMPERATURA
  98. 98. 4 CALCULAR EL PARÁMETRO D CORRESPONDIENTE A CADA Tª
  99. 99. 5 INTERPOLAR LA Tª QUE QUERAMOS Y SU D Y Z CORRESPONDIENTE Para interpolar los valores de Tª, su D y Z correspondiente utilizaremos la siguiente fórmula de interpolación. log Dtnuevo = (Tdatos-Tnuevo) / Z+log DTdatos Nueva Tª Nueva DT Nuevo log DT
  100. 100. DETERMINAR LA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR POR EL6 MÉTODO DE LAS DIFERENCIAS FINITAS Y ELEMENTOS FINITOS 1.- Se determinará la curva teórica de penetración de calor en el interior de un producto alimenticio envasado (lata, film plástico,…). Utilizaremos el programa Compassis teniendo en cuenta los siguientes datos:
  101. 101. Desde el programa Compassis podemos exportar los resultados numéricos auna hoja de Excel.
  102. 102. ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Y DE SEGURIDAD ALIMENTARIA JAIME FISAC PONGILIONI Ingeniero Agrónomo Col. Nº 4578 COIACC Col. Nº 3199 COIAL

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